作者：王暄淇，张 杰，山西医科大学口腔医学院；李风兰，山西省人民医院口腔修复科
随着计算机辅助设计（computer aided design，CAD）技术的进步，增材制造（additive manufacturing，AM）即快速成型或3D打印技术，正在牙科领域兴起，被用于制造各种修复体和其他器械装备。3D打印技术采用分层加工和堆叠成型的方式实现三维实体制造。
相较于传统制造和减材制造，其显著提升了原材料的利用率、降低了生产成本，简化了制造流程，并大幅缩短了产品成型的时间。此外,该技术还能制造传统工艺及减材制造技术难以生产的复杂结构，具有较高的经济效益。在各种3D 打印技术中，光固化3D 打印出现最早，是目前最成熟、应用最广泛的一种打印技术。
历经三十余年的不断探索与创新，演变出了多种不同技术分支，并随着口腔数字化技术的进步，在口腔修复领域，尤其是固定义齿制作方面得到了广泛应用。本文将着重对光固化3D 打印技术的分类、优缺点、光敏树脂的组成和特点及其在固定修复中的应用进行综述，旨在为临床医生在选择和应用这些技术时提供一定的参考。
1. 光固化3D 打印技术的分类及其优缺点
光固化3D 打印技术根据物体形成原理及控制系统的不同，分为立体光刻技术(stereo lithographyappearance，SLA)、数字光处理技术(digital light processing，DLP)、选择性区域透光固化技术(liquid crystal display，LCD)、连续无分层液体界面制造技术(continuous liquid interface production，CLIP)、多喷嘴喷墨3D 打印技术（multi jet printing，MJP）、双光子3D 打印(two-photon3D printing，TPP) 和全息3D 打印技术（holographic3D printing technology）等。
在固定修复领域，SLA、DLP 和LCD 技术以其成熟的技术体系、便捷的操作流程和相对经济的成本，占据了主导地位。新型光固化打印技术如CLIP、MJP、TPP 以及全息3D 打印技术等具有精度高、多材料兼容等特点，在口腔修复领域有广阔的应用前景，但受限于设备体积庞大、高昂的购买成本以及维护成本等因素，目前主要被应用于工业领域。
2. 光固化3D 打印树脂材料
2.1 材料的组成及固化原理
随着光固化3D 打印技术的广泛应用与快速发展，对适合该技术的材料提出了更高要求，不仅需满足快速、精确的成型能力，还需具备优异的机械性能以满足临床应用。光敏树脂是光固化3D 打印的主要材料，由低聚物、活性稀释剂（单体）、光引发剂及多种助剂组成。在特定波长光（一般为380-405 nm）照射下，光引发剂被激活，释放自由基或反应离子，促进单体和低聚物快速反应，形成长交联聚合物链，实现由液态树脂到固态三维结构的转变。
2.2 光固化3D打印树脂材料的分类
3D打印光敏树脂根据引发剂引发原理可分为自由基光敏树脂、阳离子光敏树脂和自由基-阳离子混杂光敏树脂三种。
2.2.1 自由基光敏树脂
是3D 打印中常用的一种材料，以丙烯酸酯为预聚体，通过光引发剂在紫外光照射下分解出自由基，引发丙烯酸酯中的双键断裂，进而驱动双键聚合反应，形成高分子量聚合物。这类树脂具有固化速度快、原料成本低等优点。然而，其显著的体积收缩与内部应力易导致产品弯曲变形，限制了在高精度领域的应用。
2.2.2 阳离子光敏树脂
其预聚体主要以环氧化合物和乙烯基醚为主，在阳离子光引发剂作用下发生开环聚合，形成稳定的固化产物。其优势在于固化体积收缩小、反应程度高，不受氧气阻聚影响，确保了打印物体的尺寸稳定性和优异的力学性能。然而，其原料成本相对较高，且环氧树脂的高黏度特性减缓了光固化速率，需通过添加低黏度活性成分加以改善。
2.2.3 自由基-阳离子混杂光敏树脂
是近年来发展起来的一种新型材料，这类树脂的预聚体中同时含有能够产生自由基和阳离子的成分，在光固化过程中，两种聚合机制同时进行，实现了光引发效率、体积变化控制及性能优化的完美平衡。自由基-阳离子混杂光敏树脂具有性价比高、黏度适中、机械性能强、力学性能好等优点，非常适合应用在3D 打印技术中。
3. 光固化3D 打印技术在固定修复中的应用
固定修复包括贴面、嵌体、冠和桩核冠等修复类型。光固化3D 打印技术可稳定生产具有精确尺寸的义齿修复体，提高修复精度，缩短椅旁操作时间，为患者提供更好的医疗服务。
3.1 制作暂时修复体
Tahayeri 等使用SLA技术制作临时冠，并将其机械性能与传统方法制作的临时冠进行比较，结果表明SLA 技术和传统技术制造的临时冠弹性模量相当，两者均可达到口内使用时所需的机械强度。Moon 等的研究分析了DLP 和LCD 两种3D 打印技术制造的不同尺寸临时修复体在精度方面的差异，结果表明DLP 和LCD打印大尺寸修复体时均存在精度问题，而打印短单位修复体时DLP 打印精度最高。然而，Kim 等却指出不同3D 打印技术（SLA、DLP、LCD 和Polyjet）制作的临时修复体在打印精度方面没有显著差异；这与前者研究结果矛盾，可能与两者的打印参数及打印对象不同有关。
3.2 制作正式冠、嵌体、高嵌体、贴面
随着打印材料的发展，具有齿色的陶瓷填充混合材料已被研发与商用（ 如Bego 公司开发的Varseosmile crownplus），这类打印材料可以制作低成本、高精度、美观的正式3D打印修复体。同时，光固化3D打印技术能显著缩短固定修复体制作时间，实现一次戴牙。多项体外研究报道了LCD、DLP 等面曝光技术打印的树脂类正式固定修复体。
Daher 等分析评估了LCD 打印技术制作高嵌体时的效率：疲劳行为、成本和生产时间，并与减材制造工艺制作的修复体进行比较，结果表明3D打印树脂嵌体在边缘适合性、设备和耗材成本方面具有明显优势。Yılmaz 等评价了DLP 打印技术和切削技术制造树脂贴面在真实性和边缘质量方面的差异，结果表明相较于切削技术，DLP 打印技术制造的贴面效果更佳。
Lim 等运用DLP 技术制作树脂嵌体，通过预先设计较大尺寸的样本，有效弥补树脂聚合过程中可能产生的收缩误差，从而显著提升修复效果。光固化3D 打印技术制作的固定修复体可以显著降低成本，并取得良好的边缘适合性，但在弯曲强度和疲劳行为等机械性能方面仍与临床常用材料存在差距。
3.3 制作个性化桩核修复体
光固化3D 打印技术可用于制作个性化桩核，减少人为因素影响，提高桩与根管的密合性，增强桩核固位力。Piangsuk等比较了传统技术、切削技术以及DLP 打印技术制造的桩核精度，结果表明DLP 技术打印的树脂桩核在精度、尺寸稳定性方面均明显优于切削组和传统组。Gibson 等的研究也表明，通过SLA 技术打印的树脂桩核，由于材料弹性模量更接近牙本质，其应力分布较纤维桩及金属桩核更合理。尽管这些研究在实验室条件下取得了积极的成果，但目前光固化技术打印的树脂桩核在临床应用方面的研究仍显不足，未来的研究需集中于打印技术和材料性能的优化以及临床效果的验证。
3.4 光固化3D 打印制作固定修复体的临床研究
光固化3D 打印技术在固定修复领域取得了显著进展，但其在临床应用效果方面仍缺乏充分证据支持。目前仅少数研究报道了此类修复体的实际临床表现。
3.4.1 临时修复体的临床研究
现有研究表明，光固化3D 打印技术在制作临时修复体方面具有良好的临床效果。de Souza 等通过随机对照试验评估了传统方法和DLP 打印技术制作的临时冠在颜色稳定性及患者满意度上的差异。结果显示，在美观、语音功能、咀嚼效率及舒适度等患者主观感受方面，两种方法没有明显统计学差异，这与Del Hougne 等的回顾性研究结果相似。
同样，Höhne、Al-Halabi等的病例报告也表明，光固化3D 打印技术与切削制作的临时冠在边缘适合性和患者满意度上差异无统计学意义。然而，这些研究大多局限于修复体的短期临床观察，对其生物相容性及潜在远期并发症的认知仍显不足。为了全面而准确地评估修复体的效能与局限性，仍需更为长期与系统的临床研究观察。
3.4.2 正式修复体的临床研究
尽管光固化3D 打印制作的正式修复体已通过部分体外研究证明其良好的物理特性可用于实际临床应用，但在将其用于缺损牙齿的永久修复之前仍需进行长期全面的研究。耐磨性、尺寸精度和色泽稳定性是制约其大规模临床应用与批量生产的关键因素，这可能是目前缺乏有关3D 打印正式修复体（如嵌体、全冠、桩核冠等修复体）临床试验和病例报告的原因。
为了克服这些挑战，优化材料性能和操作细节显得尤为关键。其中材料改性是改善树脂材料机械与生物性能的有效方法。有文献报道了使用特定比例的树脂成分或添加含银埃洛石纳米管等纳米材料对树脂进行改性，结果显示打印物体的精度、机械性能以及抗菌能力均得到显著改善。
此外，表面处理技术，如Yao 等提出的使用光聚合涂层处理修复体表面，有助于改善修复体的颜色稳定性，更好地满足患者的美学要求。尽管目前直接3D 打印的正式修复体在机械性能上存在一定局限性，且长期临床数据的缺乏也在一定程度上限制了其推广应用，但随着材料科学的进步和打印工艺的发展，3D 打印技术在固定修复领域具有巨大的潜力。未来的研究需关注于材料性能提升与加工工艺优化，以及临床数据的积累，以充分发挥3D 打印在固定修复领域的优势。
4. 光固化3D 打印在固定修复中的问题与挑战
4.1 光敏树脂材料的问题及挑战
4.1.1 缺乏高性能、低粘度的树脂
光敏树脂需要保持较低的粘度或具有良好的流动性，以确保它能够迅速且均匀地填充到打印区域，一旦树脂的粘度过高，流动性就会受到阻碍，这将导致打印过程中可能出现不均匀、缺失或空隙等缺陷，从而影响打印精度以及最终物体的质量。但是，低粘度的树脂分子量小，会导致光固化材料交联度高，进而导致材料硬而脆。高粘度的树脂虽具有良好的弹性、韧性或其他优异的性能，但高粘度的树脂分子量大，目前的打印技术无法直接打印高粘度树脂，通常为了顺利打印，需要大量单体来稀释，从而导致树脂失去良好的性能。这种树脂粘度与性能之间的冲突构成了光固化3D 打印技术面临的一个主要挑战。为了克服这一难题，研发具备低粘度且高性能的光敏树脂变得至关重要。
4.1.2 填料添加与性能优化的矛盾
为了提升光敏树脂的性能，通常会在树脂体系中加入无机填料，如纳米碳化硅（SiC）、氧化石墨烯、硅藻土及纤维材料等，从而显著增强光敏树脂的力学性能、耐热性、韧性以及整体性能。然而，填料的添加也带来了诸多挑战，与性能优化形成了显著的矛盾。填料的分布均匀性成为关键问题，不均匀的填料分布会导致打印件表面粗糙度增加，影响精度和美观。其次，填料的加入可能阻碍光线穿透，影响光敏树脂的固化反应速度和效率，导致固化不完全。此外，填料的存在还可能加剧光敏树脂在固化过程中的体积收缩，导致打印件弯曲变形、精度下降。
4.1.3 后处理程序的复杂性与性能损失
在光固化3D 打印过程中，支撑柱的添加是确保打印顺利进行的关键。然而，支撑柱的移除、后清洗及后固化等步骤不仅增加了人工成本，还可能对打印件的表面粗糙度和精度造成不利影响。特别是手工移除支撑柱往往导致表面粗糙度增加，需要进一步抛光处理，降低了打印效率并可能损失一定的打印精度。此外，后清洗和后固化过程也可能对最终修复体的制作时间和机械性能产生影响。因此，探索无支撑结构设计和优化后处理工艺，以减少人工成本和性能损失，是光固化3D 打印技术未来发展的一个重要方向。
4.2 光固化3D 打印技术的问题及挑战
（1）DLP 和LCD 技术的打印尺寸相对较小；（2）LCD 光强不足导致打印时间长、效率低下；（3）SLA技术打印尺寸大，但打印效率低；（4）目前的光固化技术还无法处理高性能且高粘度的树脂材料。如果上述问题得到解决，光固化3D 打印技术的应用范围将极大地拓宽，为更多领域带来革命性的变革。因此，解决这些挑战对于推动光固化3D 打印技术的持续演进和广泛应用具有重要意义。
来源：王暄淇,张杰,李风兰.光固化3D打印技术在固定修复中的应用现状[J].口腔颌面修复学杂志,2025,26(01):68-73.DOI:10.19748/j.cn.kqxf.1009-3761.2025.1.012.
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